DE4125187A1 - Rumpf fuer wasserfahrzeuge, insbesondere segelboote und surfbretter - Google Patents
Rumpf fuer wasserfahrzeuge, insbesondere segelboote und surfbretterInfo
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Description
Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und
Surfbretter. Die Erfindung betrifft einen Schiffs-
bzw. Bootsrumpf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits mehrere Rumpfkonstruktionen bekannt.
bei denen unter einem breiteren Rumpfteil ein oder
mehrere schlankere Vorsprünge angeordnet sind. Ver
gleiche hierzu Offenlegungsschrift des Deutschen Pa
tentamtes DE 36 39 175 A1 vom 26.05.88, Patentschrift
des Reichspatentamtes Nr. 7 04 991 vom 15. April 1941,
United States Patent vom 09. Juli 1974, Nr. 38 22 561
und die Europäische Patentanmeldung Nr. 02 98 050 vom
28.06.1988. Bei diesen Rümpfen tritt das Problem auf,
daß die Verdrängung des Rumpfes, insbesondere des Vor
sprunges ab einem bestimmten Punkt, in Längsrichtung
gesehen, abnimmt. Die Konsequenz daraus ist, daß das
bei hoher Fahrt des Schiffes vom Vorschiff verdrängte
und querbeschleunigte Wasser nicht schnell genug zu
rückströmt und sich somit im hinteren Bereich des
Rumpfes eine Unterdruckzone ausbildet, die den Wider
stand erhöht bzw. zum Absacken des Hecks führt. Dieser
negative Effekt kann noch durch die nach oben ausge
wölbte Form des Unterwasserschiffes im hinteren Be
reich verstärkt werden. Bei manchen Konstruktionen
kommen weitere Negativeffekte zum Tragen. Bei einigen
der bekannten Konstruktionen verlagert sich der Auf
triebsschwerpunkt bei Krängung außerdem nicht beson
ders aus der Mitte, so daß sie für eine Besegelung
nicht geeignet, also zu "rank" sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rumpf
so auszubilden, daß er bei hoher Formstabilität gegen
Krängung auch bei Seegang relativ weich ins Wasser
taucht und zur Reduzierung des Widerstandes auf ein
absolutes Minimum die Verdrängerleistung, d. h., die
Verdrängerarbeit bei Fahrt, über fast die ganze Rumpf
länge verteilt wird, um die Bildung von widerstander
höhenden Unterdruck-Zonen (Sogzonen) im hinteren Be
reich weitestgehend zu vermeiden und dadurch auch ein
Absacken des Hecks, was Folge einer zu großen Verdrän
gerleistung ist, auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins
besondere in der Reduzierung des Fahrwiderstandes zur
Einsparung von Vortriebsenergie bzw. Erreichung höhe
rer Geschwindigkeiten bei gleichem Energieaufwand.
Weiterhin ergibt sich ein Gewinn an Innenvolumen durch
das breite, ausladende Heck des Schiffes bzw. Bootes.
Diese Vorteile sind in der Berufsschiffahrt genauso
nutzbar wie in der Sport- bzw. Freizeit-Schiffahrt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den nachfolgenden Zeichnungen.
Es zeigen
Fig. 1 einen breiten Rumpf (1) mit einem schlanken
Vorsprung (2), dessen Unterkante (4) ab dem
Punkt der höchsten Verdrängung in gleicher
Tiefe weiter nach hinten verläuft, während
seine Seitenflächen (3) hinten in einer Linie
zusammenlaufen;
Fig. 2 zur Verdeutlichung die Risse der Spanten
und ;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Rumpfes (1)
mit einem schlanken Vorsprung (2), dessen
Seitenlinien (3) ab dem Punkt der größten Ver
drängung nach hinten weiter auseinanderlaufen,
während die Unterkante (4) nach hinten oben
und im Rumpf (1) verläuft;
Fig. 4 wiederum zur Verdeutlichung die Risse der
Spanten , , und aus der Fig. 3.
In Fig. 1 ist erkennbar, daß die theoretische Über
gangslinie (5) zwischen dem breiten oberen Rumpfteil
(1) und dem unteren schlanken Vorsprung (2) sich kurz
vor dem Punkt der höchsten Verdrängung bzw. des größ
ten Querschnittes des schlanken Vorsprunges (2) in den
Bereich unterhalb der Wasserlinie WL begibt und mit
zunehmender Länge nach hinten immer tiefer verläuft.
Das ergibt in der Ansicht Z der Fig. 1 einen Verlauf
der Wasserlinie WL am breiteren Rumpf (1). Es ist er
sichtlich, daß mit Abnahme des Querschnittes des
schlanken Vorsprunges (2) der wasserverdrängende Quer
schnitt des oberen Rumpfteiles (1) zunimmt, und dieses
im gleichen Maß des Verlustes oder mehr. Erst zum Ende
des oberen Rumpfteiles (1) kommt es in diesem Beispiel
zu einer leichten Abnahme der Verdrängung, um auch
schon bei relativ niederen Geschwindigkeiten den Abriß
der Wasserströmung an der Hinterkante des Schiffes
zu erleichtern. Desweiteren wird auch bei dieser
Konstruktion der Rumpf mit zunehmender Fahrt vorn et
was mehr ausheben und hinten geringfügig absacken, so
daß dann auch im Bereich des Spantes bis zum Spant
kein Unterdruck mehr vorhanden sein wird. In Fig. 2
sind die Linien der Spanten , und
dargestellt. Rechts der Mittelachse des Rumpfes ist
der Querschnittsverlust des unteren schlanken
Vorsprunges (2) zwischen Spant und erkennbar,
während sich im Bereich des oberen Rumpfteiles (1) ein
Querschnittszuwachs ergibt. Links der Mittelachse
ist der Querschnittsverlust im unteren Bereich
zwischen Spant und erkennbar, während
oben wieder ein Querschnittsgewinn zu ersehen
ist.
Die Verdrängung des "sich im Weg befindlichen Wassers"
geschieht nun in folgender Art und Weise:
Der untere Vorsprung (2) verdrängt aufgrund seiner spitzen Formgebung und seines damit zusammenhängenden äußerst geringen Volumenzuwachses in Längsrichtung das Wasser mit äußerst wenig Leistungsaufwand. Das Wasser strömt größtenteils am schlanken Rumpf entlang und erfährt nur geringe Querbeschleunigungskräfte bzw. Quergeschwindigkeiten, so daß im Prinzip nur eine Art Vorbeschleunigung stattfindet. Das so mit relativ ge ringem Leistungsaufwand vorbeschleunigte Wasser er leichtert dem nachfolgend immer voluminöser werdenden Teil die Verdrängerarbeit durch einen geringeren Ge gendruck, durch den sich auch gleichzeitig die eigent lichen Reibkräfte auf der Oberfläche reduzieren. Die in etwa ab Spant einsetzende und nach hintenhin zunehmende Verdrängung des oberen Rumpfteiles (1) be wirkt nicht nur, daß sich die Verdrängungsleistung fast über die ganze Schiffslänge erstreckt, sondern verhindert gleichzeitig auch die mit zunehmender Fahrt stärker werdende Sogwirkung auf die Seitenwände (3) des unteren Vorsprunges (2). Da das Wasser auch im hinteren Teil des breiten Rumpfes (1) immer noch leichte Querbeschleunigungskräfte erfährt, ist die Wellenbildung stark nach hinten verlagert, und die "Mulde" im Wasser zwischen den Wellen bildet sich praktisch erst hinter dem Schiff aus, was noch den Abriß der Wasserströmung am Heckspiegel an der Linie erleichtert. Durch ihren spitzen Winkel und die Verteilung der Verdrängerleistung über die gesamte Länge entspricht diese Verdrängungsart im Prinzip der eines ca. doppelt so langen schlanken Schiffes, wobei hier die Reibungsverluste des theoretisch längeren Schiffes genauso nicht zum Tragen kommen wie die sich am Heck eines solchen Schiffes dann wieder ausbilden den Sogkräfte.
Der untere Vorsprung (2) verdrängt aufgrund seiner spitzen Formgebung und seines damit zusammenhängenden äußerst geringen Volumenzuwachses in Längsrichtung das Wasser mit äußerst wenig Leistungsaufwand. Das Wasser strömt größtenteils am schlanken Rumpf entlang und erfährt nur geringe Querbeschleunigungskräfte bzw. Quergeschwindigkeiten, so daß im Prinzip nur eine Art Vorbeschleunigung stattfindet. Das so mit relativ ge ringem Leistungsaufwand vorbeschleunigte Wasser er leichtert dem nachfolgend immer voluminöser werdenden Teil die Verdrängerarbeit durch einen geringeren Ge gendruck, durch den sich auch gleichzeitig die eigent lichen Reibkräfte auf der Oberfläche reduzieren. Die in etwa ab Spant einsetzende und nach hintenhin zunehmende Verdrängung des oberen Rumpfteiles (1) be wirkt nicht nur, daß sich die Verdrängungsleistung fast über die ganze Schiffslänge erstreckt, sondern verhindert gleichzeitig auch die mit zunehmender Fahrt stärker werdende Sogwirkung auf die Seitenwände (3) des unteren Vorsprunges (2). Da das Wasser auch im hinteren Teil des breiten Rumpfes (1) immer noch leichte Querbeschleunigungskräfte erfährt, ist die Wellenbildung stark nach hinten verlagert, und die "Mulde" im Wasser zwischen den Wellen bildet sich praktisch erst hinter dem Schiff aus, was noch den Abriß der Wasserströmung am Heckspiegel an der Linie erleichtert. Durch ihren spitzen Winkel und die Verteilung der Verdrängerleistung über die gesamte Länge entspricht diese Verdrängungsart im Prinzip der eines ca. doppelt so langen schlanken Schiffes, wobei hier die Reibungsverluste des theoretisch längeren Schiffes genauso nicht zum Tragen kommen wie die sich am Heck eines solchen Schiffes dann wieder ausbilden den Sogkräfte.
In Fig. 3 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem der
irgendwann zwangsläufig auftretende Volumenschwund des
schlanken Vorsprunges (2) durch die nach oben verlau
fende Unterkante (4) bewerkstelligt wird. Zur Teilkom
pensation des Volumenschwundes von unten her wird
gleichzeitig der schlanke Vorsprung in seinem Weiter
verlauf nach hinten am Übergang zum oberen Rumpfteil
(1) verbreitert, bis er in seiner Gesamtheit harmo
nisch in den oberen Rumpf übergeht. Auch für diese
Variante ist in Fig. 4 verdeutlicht, wie der Flächen-
bzw. Volumenschwund des unteren Vorsprunges (2) durch
Volumenzunahme des oberen Rumpfteiles weitestgehend
kompensiert bzw. überlagert wird. Ersichtlich ist dieses
wieder aus den schraffierten Flächen und
wie aus den Flächen und . Zur Ver
deutlichung des harmonischen Überganges des unteren
Vorsprunges (2) in den oberen Rumpfteil (1) ist hier
noch der Riß des Spantes (2) dargestellt.
In bezug auf die Volumenzu- und -abnahme des unteren
Vorsprunges (2) sind natürlich auch andere Linienverläufe
möglich, z. B. das Hochziehen der Unterkante (4)
bis in etwa der halben in Fig. 1 dargestellten Höhe
oder ähnlich; wichtig ist jedoch, daß das unten weniger
werdende Verdrängervolumen durch den oberen Rumpfteil
(1) in etwa kompensiert bzw. noch erhöht wird.
Claims (8)
1. Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote
und Surfbretter, bei dem unterhalb eines breiten
Rumpfteiles zumindest ein in Längsrichtung verlau
fender, auftriebserzeugender, schlanker Vorsprung
unterhalb der Wasserlinie angeordnet ist, der sich
nach vorn und hinten verkleinert, insbesondere mit
einem Heckspiegel,
dadurch gekennzeichnet,
daß das breite Rumpfteil (1) im unterhalb der Was
serlinie WL liegenden, hinteren Bereich, in dem
sich der schlanke Vorsprung (2) verkleinert, minde
stens etwa um soviel an Querschnittsfläche zunimmt,
wie der schlanke Vorsprung (2) an Querschnittsfläche
abnimmt.
2. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß von vorne nach hinten die unterhalb der Wasser
linie liegende Querschnittsfläche bis zum Heck
spiegel zumindest etwa gleich groß bleibt.
3. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich von vorn nach hinten, zumindest bis zum
hinteren Ende des schlanken Vorsprunges, die unter
halb der Wasserlinie liegende Querschnittsfläche
stetig vergrößert.
4. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Vorsprung im hinteren Bereich verbrei
tert und abflacht.
5. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorsprung an seinem hinteren Ende einen
Austritt für eine Schraubenwelle aufweist.
6. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der schlanke Vorsprung bogenförmig in den brei
teren Rumpfteil übergeht.
7. Rumpf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rumpf an seinem hinteren Ende einen Heck
spiegel aufweist, der bis unter die Wasserlinie
reicht und dort durch eine Abreißkante begrenzt
ist.
8. Rumpf nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Heckspiegel 5 bis 15 cm, insbesondere 8 bis
10 cm unterhalb der Wasserlinie endet.
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---|---|---|---|
DE4125187A DE4125187C2 (de) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und Surfbretter |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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